Trắc địa công trình xử lý nước ngầm

1

TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH NGẦM
Lý thuyết:
1. Hãy vẽ hình và trình bày phương pháp chuyền độ cao
xuống hầm bằng dây thép?

 Điều kiện áp dụng: khi độ sâu của giếng vượt quá chiều
dài thước thép hiện có
 Thiết bị: 2 máy thủy chuẩn (1 máy đặt trên mặt đất, 1
trong hầm), dây thép, thước thép 20m đã qua kiểm định,
kẹp có vạch khắc (vì dây thép không có vạch chia
khoảng chiều dài)
Công tác chuẩn bị: thước thép đặt trên thiết bị so chiều dài
cạnh giếng, 1 đầu thước cố định, đầu kia cho qua ròng rọc
và treo quả nặng Q. Trên giá có ròng rọc R1 để dẫn dây
thép vào giếng, trên thiết bị so chiều dài có ròng rọc R2, R3
1


2

dẫn dây thép song song và kề với thước thép. Dây thép
được cuộn vào bàn tời, dây thường có đường kính tiết diện
ngang 1,2 – 1,5mm và phải thẳng đứng.
 Thao tác:
Máy trên mặt đất (máy 1) đọc số đọc trên mia dựng
thẳng đứng tại A được số đọc a
-

Máy trong hầm (máy 2) đọc số đọc trên mia dựng

thẳng đứng tại B được số đọc b
-

Người đứng máy ở trong hầm (máy 2) ra hiệu cho
người kẹp vạch ở dây thép điều chỉnh lên xuống cho đến
khi chỉ ngang của ống kính trùng với vạch khắc ngang
trên kẹp vạch ở dây thép
-

Người trên mặt đất kẹp vạch để đánh dấu vị trí trên
thiết bị đo chiều dài tại R2
-

Quay bàn tời cho đến khi máy 1 có chỉ ngang của
ống kính trùng với vạch khắc trên kẹp vạch của dây thép
-

Người trên mặt đất kẹp tiếp 1 vạch tại vị trí thiết bị
đo chiều dài tại R2
-

Thực chất, mỗi lần kẹp trôi đến R3 thì phải kẹp tiếp
1 kẹp nữa ở vị trí thiết bị đo chiều dài R2, kẹp liên tục
cho đến khi chỉ ngang của ống kính máy 1 trùng với
vạch khắc trên kẹp vạch của dây thép thì dừng lại và
đếm số lần kẹp để tính ra chiều cao của 2 tia ngắm của 2
máy trên mặt đất và dưới hầm.
-

2

3

 Tính: HB = HA + a – L – b + ∆L
Trong đó: ∆L là số hiệu chỉnh xác định chiều dài L vì dây thép
có thể bị dãn,...
 Sai số



+

Sai số số liệu gốc: mg

+

Sai số đọc số trên mia: ma, mb

+

Sai số xác định chiều dài L: mL
Sai số trung phương tổng hợp là: m02 = mg2 + ma2 + mb2 +
mL 2

2. Hãy vẽ hình, nêu nhiệm vụ và nội dung của định
hướng qua giếng đứng trong công tác định hướng cơ
sở trắc địa trong hầm?
 Nhiệm vụ:
1. Chiếu điểm từ mặt đất xuống hầm bằng dây dọi

2. Đo liên hệ các điểm khống chế trên mặt đất và trong
hầm với dây dọi
 Nội dung: chuyền tọa độ và phương vị qua giếng đứng để
lưới khống chế trắc địa mặt bằng trong hầm và trên mặt
đất có cùng một hệ tọa độ thống nhất và làm số liệu khởi

3


4

 tính cho lưới khống chế trong hầm
+ PP CHỦ YẾU LÀ TAM GIÁC LIÊN HỆ ĐỂ
CHUYỂN TỌA ĐỘ VÀ PHƯƠNG VỊ VÀO TRONG
HẦM

+ ĐỂ NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA ĐỊNH
HƯỚNG TRONG HẦM CÓ THỂ SỬ DỤNG MÁY
KINH VỸ CON QUAY

4


5

3. Vẽ hình và trình bày nội dung phương pháp dùng
máy đo xa điện tử để chuyền độ cao trực tiếp xuống
hầm?

 Điều kiện áp dụng: khi giếng rất sâu, tiện lắp đặt tb đo

dài ở miệng giếng
 Máy móc, thiết bị: gồm 4 thiết bị:
+ 2 máy thủy chuẩn: 1 máy đặt trên mặt đất, 1 trong hầm
+ Thiết bị đo dài đặt trên mặt đất ở miệng giếng, trục
quang của ống kính phải thẳng đứng
+ 1 gương phẳng ở dưới miệng giếng, mặt gương ngửa
lên để đón tia ngắm.
 Đo đạc, đọc số:

5


6

- Máy trên mặt đất (máy 1) đọc số đọc trên mia dựng
thẳng đứng tại A được số đọc a
- Máy trong hầm (máy 2) đọc số đọc trên mia dựng
thẳng đứng tại B được số đọc b
Máy toàn đạc điện tử đặt ở miệng giếng để đo
khoảng cách
-

 Tính: HB = HA + a – L – b + ∆L
Trong đó: ∆L là số hiệu chỉnh do việc xác định chiều dài L
L = S – b2 + a2
 Sai số
+



Sai số xác định khoảng cách giữa 2 tia ngắm của máy
thủy chuẩn

+

Sai số số liệu gốc

+

Sai số đọc số trên mia
Bớt đc sai số xác định khoảng cách từ tâm máy đến
gương

6


7

4. Vẽ hình và trình bày phương pháp chuyền độ cao
xuống hầm bằng thước thép?

 Điều kiện áp dụng: khi độ sâu của giếng không vượt quá
chiều dài thước
 Thiết bị: 2 máy thủy chuẩn (1 máy đặt trên mặt đất, 1
trong hầm), 2 mia, 1 thước thép đã qua kiểm nghiệm
Công tác chuẩn bị: thước thép đặt treo trên giá, đầu thước
có vạch “0” được thả xuống giếng và móc vào quả nặng
(khoảng 10kg) có trọng lượng bằng lực kéo như khi kiểm
nghiệm thước, phải treo thẳng đứng.
 Thao tác:

Máy trên mặt đất (máy 1) đọc số đọc trên mia dựng
thẳng đứng tại A được số đọc a
-

Máy trong hầm (máy 2) đọc số đọc trên mia dựng
thẳng đứng tại B được số đọc b
-

Cả 2 máy đọc đồng thời số đọc trên thước thép được
các số đọc tương ứng là r1 và r2
-

7


8

 Tính: HB = HA + a – L – b + ∆L
Trong đó:

L = r 1 – r2
∆L là số hiệu chỉnh vào chiều dài thước

 Sai số
+

Sai số số liệu gốc: mg

+

Sai số đọc số trên mia: ma, mb

+

Sai số đọc số trên thước thép: m1, m2 và sai số xác định
shc vào chiều dài thước mL

Hoặc sai số xác định khoảng cách giữa 2 tia ngắm của
máy trên mặt đất và máy trong hầm md


Sai số trung phương tổng hợp là: m02 = mg2 + ma2 + mb2 +
md2 = mg2 + ma2 + mb2 + m12 + m22 + mL2

5. Trình bày đặc điểm của đường chuyền trắc địa trong
hầm?
-

-

-

Đường chuyền trong hầm phải được thành lập với đcx
cần thiết và thống nhất với hệ tọa độ lưới khống chế trắc
địa trên mặt đất.
Điểm (và phương vị) khởi đầu của lưới trong hầm là
điểm (và phương vị) của lưới khống chế trên mặt đất ở
cửa hầm hoặc được chuyền từ mặt đất xuống hầm qua
giếng đứng, giếng nghiêng, hầm bằng.
Đặc điểm:

8


9

+ Hình dạng của đường chuyền phụ thuộc vào hình dạng
của đường hầm
+ Đường chuyền trong hầm là đường chuyền nhánh,
được phát triển theo tiến độ đào hầm
+ Đường chuyền trong hầm được thành lập theo cách
phân cấp từ đcx thấp đến đcx cao để thỏa mãn 2 yêu
cầu:
• Vị trí điểm đường chuyền phải ở gần gương hầm để
tiện chỉ hướng đào hầm và bố trí gương hầm (cạnh
đc phải ngắn, số góc ngoặt nhiều)
• Sai số hướng ngang của đc ở mặt đào thông không
được vượt quá hạn sai (cạnh đc phải dài, số góc
ngoặt ít)
Để thỏa mãn cả 2 yêu cầu, đường chuyền trong hầm
thường được chia làm 3 cấp: đc thi công ( cạnh 25 – 50m),
đc cơ bản (50 – 100m), đc chủ yếu (150 – 800m). Nói cách
khác, khi thi công đường hầm, ban đầu, người ta đào những
đoạn hầm ngắn cỡ vài chục mét (đc thi công) để thông
hướng trong hầm. Khi đã thông hướng một đoạn hầm dài,
người ta đo thêm đường chuyền cạnh dài hơn để nâng cao
đcx.
+ Đcx của phương vị khởi đầu của đường chuyền trong
hầm có khi còn thấp hơn đcx đo góc đường chuyền (do
nếu phương vị khởi đầu có sai thì cả hầm sẽ bị dịch

chuyển 1 chút về vị trí, nhưng nếu các góc trong hầm
mà sai thì sẽ phá vỡ hình dạng, kết cấu của hầm). Sau
9


10

khi đào thông hầm, 2 tuyến đc nhánh tạo thành đc phù
hợp. Khi bình sai đc này, phải xét đến ss p.vị khởi đầu
(ss số liệu gốc).
6. Hãy vẽ hình và triển khai điều chỉnh sai số đào thông
hầm cong khi đã thi công xong đào thông hầm đối
hướng?
TH mặt đào thông và toàn bộ đoạn điều chỉnh ss đều nằm trên
đường cong tròn
Có 2pp điều chỉnh:
+ PP điều chỉnh trung tuyến theo tỷ lệ thuận với chiều dài
từ 2 đầu đoạn đường cong đến mặt đào thông
+ PP góc lệch: 2 bên mặt đào thông cứ mỗi đoạn dây cung
dài 20m trên trung tuyến, góc lệch tiếp tuyến tăng hoặc
giảm 20 – 60’’
TH mặt đào thông ở gần điểm đầu (cuối) đường cong
Khi đó, nếu đo từ 1 đầu đường hầm qua điểm E đến điểm
đầu D của đường cong tròn và từ 1 đầu khác qua các điểm C,
B, A đến D’ , thì D và D’ không trùng nhau. Tiếp tuyến tại D’
là D’E’ và DE không //, không trùng nhau.
Bước 1: Điều chỉnh chiều dài đường cong tròn
Mục đích là làm cho DE // D’E’
Tức là giữ nguyên:

10


11

+ Bán kính đường cong tròn (nếu thay đổi R sẽ thay
đổi vận tốc của xe di chuyển => thay đổi phương án
dự kiến ban đầu xây dựng đường đó)
+ Chiều dài đường cong chuyển tiếp (ảnh hưởng đến
quá trình di chuyển của vật chuyển động, ảnh hưởng
đến độ an toàn)
+ Hướng của các đoạn đường cong C, B, A không
thay đổi
Khi đó, thu ngắn hay tăng dài đường cong 1 đoạn AA’ làm
cho DE // D’E’. Giá trị gần đúng của AA’: AA’ =
Trong đó R là bán kính đường cong tròn
Khi đó, góc ở tâm tương ứng với đường cong tròn cũng giảm
hoặc tăng 1 lượng =

AA’

11


12

Bước 2: Điều chỉnh điểm đầu, điểm cuối đường cong
Lúc này, chuyển dịch điểm cuối C của đường cong theo
hướng tiếp tuyến đến C’ làm cho CC’ = FF’
Như vậy D’E’ sẽ trung với DE. Sau đó bố trí lại đường cong

từ C’ với khoảng dịch chuyển là CC’ = FF’ =
Với α là góc lệch của đường cong

12


13

13


14

Bài tập:
1. Cho sai số hướng ngang của lưới khống chế trắc địa mặt đất là
±3mm, sai số hướng ngang của lưới khống chế trắc địa trong
hầm là ±5 mm, sai số hướng ngang đo liên hệ qua giếng là ±
4mm. Tính sai số trung phương tổng hợp hướng ngang đào
thông hầm trong trường hợp định hướng qua 01 giếng đứng
(điều kiện hầm thẳng và mặt đào thông vuông góc với trục
đào).

SSTP tổng hợp hướng ngang đào thông hầm là
m0 =

= ±8.7 (mm)

2. Cho sai số hướng ngang của lưới khống chế trắc địa mặt đất là
±3 mm, sai số hướng ngang của lưới khống chế trắc địa trong
hầm là ± 7 mm, sai số hướng ngang đo liên hệ qua giếng là ±5

mm. Tính sai số trung phương tổng hợp hướng ngang đào
thông hầm trong trường hợp định hướng qua 02 giếng đứng
(điều kiện hầm thẳng và mặt đào thông không vuông góc với
trục đào).

Giải: do hầm là hầm thẳng và mặt đào thông không vuông góc
với trục đào, nên sai số của lưới khống chế trắc địa trên mặt
đất là ss tổng hợp hướng ngang (m1) và hướng dọc (m1’). Giả
thiết ảnh hưởng của 2 ss này là như nhau, tức là m1 = m1’ thì
khi đó, ảnh hưởng của ss của lưới kc trắc địa trên mặt đất là


md = m1
SSTP tổng hợp hướng ngang đào thông hầm là
m0 =

=

14


15

= ±12.9(mm)
Bài tập chương 3
Cho một tam giác liên hệ dùng để định hướng cơ sở trắc địa
trong hầm như hình vẽ: trong đó, α là góc đo, β là góc nhỏ, γ là
góc lớn.
Người ta đo được các đại lượng sau:
α = 2008’ 37”3

a = 3.2880 m; b = 4.8682 m; c = 8,1468 m.
1/ Hãy tính các yếu tố trong tam giác liên hệ đó.
2/ Nếu cho sai số đo góc mα = 2"5 và mS = ma = mb = mc = 0,8mm . Hãy
tính sai số góc mβ khi chuyền phương vị qua góc β .
Bài giải
1/ Tính các yếu tố trong tam giác liên hệ dùng để định hướng
cơ sở trắc địa hầm:
Áp dụng công thức lượng giác:

Ta tính các góc và theo các công thức:

Tra đối sin của và γ sẽ được góc
và γ.

15


16

Tính sai số khép góc trong tam giác:

Phân phối sai số, ta được góc sau hiệu chỉnh:

Phân phối sai số vào cạnh:
Ta có:

16


17

Vậy:

2/ Khi chuyền phương vị qua góc

ta cần tính sai số trung

phương góc để đưa vào bình sai với sai số số liệu gốc.

.

PHẦN TÍNH SAI SỐ LƯU Ý CHUYỂN HẾT VỀ GIÂY
VÌ EM ĐANG SỬ DỤNG RÔ GIÂY. VÌ VẬY, GIÁ TRỊ
mα phải đề đơn vị giây nhé. Còn giá trị góc thì không cần
vì em đang tính tang rồi. Tương tự giá trị a, b, c cũng vậy,
phải chuyển hết về mm và ms em đang dùng là mm rồi
17